重组人源化胶原蛋白织就“生命之网”

胶原蛋白是人体组织器官的重要结构蛋白，约占人体蛋白质总量的25%~30%，主要分布在皮肤、骨骼、关节、血管内脏等部位，是维持组织结构、为组织再生与修复提供支撑的“生命支架”。

胶原蛋白在医疗领域应用广泛。传统动物源胶原蛋白长期面临免疫原性、病毒污染等风险，应用受限。重组人源化胶原蛋白是通过生物工程、合成生物学等技术制备而成，与动物源胶原蛋白相比，安全性更高、生物相容性更优，具有更广泛的适用性。近年来，随着监管政策的不断完善，以及合成生物学的发展，我国重组人源化胶原蛋白的研究已经进入原创引领的发展时期，产业技术实现跨越式升级。

监管政策持续完善

近年来，我国监管部门不断建立完善重组胶原蛋白相关监管政策和行业标准，为行业发展指引方向。

2021年3月，国家药监局发布《重组胶原蛋白生物材料命名指导原则》，将重组胶原蛋白划分为重组人胶原蛋白、重组类胶原蛋白和重组人源化胶原蛋白三类，明确指出重组人源化胶原蛋白是指由DNA重组技术制备的人胶原蛋白特定型别基因编码的全长或部分氨基酸序列片段，或是含人胶原蛋白功能片段的组合。

2021年4月，国家药监局发布《重组胶原蛋白类医疗产品分类界定原则》，规范重组胶原蛋白类医疗产品管理属性和管理类别判定，进一步加强重组胶原蛋白类医疗产品监管。

2023年1月，我国首个《重组人源化胶原蛋白》（YY/T 1888—2023）行业标准发布，适用于作为医疗器械原材料的不含非人胶原蛋白氨基酸序列的重组人源化胶原蛋白的质量控制，为产业规范化发展奠定基础。

同年同月，中国食品药品检定研究院发布《重组胶原蛋白生物材料命名指导原则》解读，紧跟产业发展和技术进步，进一步指导和规范重组胶原蛋白医疗器械的命名工作。解读中提到，根据是否含有外源氨基酸，重组人源化胶原蛋白可分为A型与B型。A型是指不含有非人胶原蛋白氨基酸序列的材料，B型是指在人胶原蛋白功能片段组合基础上添加连接氨基酸、标签氨基酸等非人胶原蛋白氨基酸序列的材料。

2025年4月，山西锦波生物医药股份有限公司（以下简称锦波生物）与四川大学联合提出的国际标准提案《利用生物工程生物物质制备的医疗器械-应用风险管理》通过国际标准化组织（ISO/TC 194）立项评审，推动了我国生物工程医疗器械领域标准的国际化发展。

产业发展势头强劲

早在2008年，锦波生物联合复旦大学、中国科学院生物物理研究所对重组人源化胶原蛋白领域启动攻关。研究人员从百万个基因序列中筛选出人Ⅲ型胶原蛋白核心功能区，并通过解析发现特殊功能结构——164.88°柔性三螺旋结构，赋予了其自组装成网状纤维的能力。

三螺旋结构是胶原蛋白区别于其他蛋白的标志，这一结构使胶原蛋白具有了强大的弹性和支撑力，也对胶原蛋白进一步形成胶原纤维，在不同组织部位发挥功能具有重要作用。

而重组人源化胶原蛋白研发过程中的技术难点也与三螺旋结构有关。以锦波生物的重组Ⅲ型人源化胶原蛋白为例，其研发和规模化生产涉及的关键技术包括三方面。

一是核心功能区筛选。研究人员建立了人Ⅲ型胶原蛋白核心功能区筛选技术，基于胶原蛋白三螺旋区氨基酸序列，以特定功能基序、电荷分布、结构稳定性及表达纯化性能为标准，在百万条候选功能区中锁定了核心功能区HCOL3A1 483-512 aa。

二是结构解析。通过X-ray晶体衍射技术解析核心功能区的结构，研究人员发现其具有164.88°柔性三螺旋结构，使得该区域无须依赖“羟脯氨酸”即可通过氢键与分子间力自组装形成三螺旋结构，特殊的“精氨酸三角”横跨在三螺旋之间，保障了三螺旋结构的稳定性。

三是人源化设计与量产。基于核心功能区的自组装特性，通过16次重复组装构建出由480个氨基酸组成的重组Ⅲ型人源化胶原蛋白（T16），其细胞黏附活性是人胶原蛋白的2.3倍，并通过合成生物技术实现规模化生产。

2021年6月，国家药监局批准我国首个采用重组人源化胶原蛋白制备的医疗器械“重组Ⅲ型人源化胶原蛋白冻干纤维”上市。随后的几年中，锦波生物又陆续开发出注射用重组Ⅲ型人源化胶原蛋白溶液和注射用重组Ⅲ型人源化胶原蛋白凝胶，并分别于2023年8月和2025年4月获批上市，实现了高端植入生物材料重组Ⅲ型人源化胶原蛋白剂型的全覆盖，为下一步医学应用开拓和产业发展奠定了坚实基础。

行业前景未来可期

作为一种创新型生物材料，在临床应用方面，重组人源化胶原蛋白具有三大优势。

首先，与传统的非自体胶原蛋白材料相比，重组人源化胶原蛋白的免疫原性、致炎性和致癌性显著降低。

第二，传统生物合成方法仅能合成“单链”的重组类胶原蛋白或胶原多肽，而重组人源化胶原蛋白可以通过自交联、自组装形成复杂高级结构，从而为胶原蛋白在人体中有效发挥细胞外基质（ECM）功能提供结构支撑。

第三，不同于传统胶原蛋白单纯的物理填充，重组人源化胶原蛋白可以调控ECM的分泌与沉积，充分发挥胶原蛋白结构性修复、组织填充的双重作用，将应用领域从传统医疗美容逐步拓展至组织修复与再生等多个再生医学领域。

随着AI技术与合成生物学的发展，重组人源化胶原蛋白产业也逐渐产生了新的生态。

通过大模型的自主学习与深度学习的数据分析，AI技术能够在序列设计、宿主适配、生产流程优化等方面为重组人源化胶原蛋白产业提供助力。

在序列设计方面，基于海量胶原蛋白的序列数据库，AI技术可以预测不同氨基酸序列对应的三维结构、热稳定性等特性，进而辅助设计具有特定功能的重组人源化胶原蛋白序列；在宿主适配方面，AI技术可以通过分析宿主的基因表达调控规律，优化重组载体构建等，提升重组人源化胶原蛋白的表达效率；在生产过程优化方面，AI技术可以整合发酵过程中的多维度实时数据，建立预测模型实现动态调控发酵参数，提升重组人源化胶原蛋白的单位产量，同时减少批次间的质量波动，保障产品质量稳定性。（文章来源：中国医药报）